Calcule o volume ocupado nas CNTP por:
uma mistura de
de
e
de
.
uma mistura de
Passo 1
O enunciado pede o volume ocupado, em CNTP, por uma mistura com as quantidades molares dadas. Informações fornecidas:
- Quantidade de
: mol. - Quantidade de
: mol. - Situação: CNTP (condições normais de temperatura e pressão) — ou seja, temperatura e pressão padronizadas (veremos os valores num passo seguinte).
O que é pedido: calcular o volume total ocupado pela mistura nessas condições.
Passo 2
Conceito e fórmula que vamos usar: gás ideal e molaridade volumétrica. Para um gás ideal vale a equação de estado
onde
-
é a pressão do gás (unidades: ou ), -
é o volume (unidades: ou ), -
é o número de mols, -
é a constante universal dos gases (o valor depende das unidades escolhidas), -
é a temperatura absoluta (unidades: ).
Nas CNTP usa-se tipicamente
e
. A partir da equação de estado definimos o volume molar (volume ocupado por
mol) em CNTP:
Vou calcular
e depois multiplicar pelo número total de mols da mistura. Explico cada variável e porque escolhi esses valores:
e
são os da definição de CNTP,
usarei na unidade
para obter
em litros.
Passo 3
Calcular o volume molar em CNTP. Uso
Portanto
Observação prática: muitos exercícios arredondam para
. O valor calculado com mais casas é
.
Passo 4
Determinar o número total de mols da mistura. A mistura contém
Como o volume total (à mesma pressão e temperatura) é proporcional ao número total de mols para gases ideais, somamos:
Passo 5
Calcular o volume total na CNTP usando
. Com
:
Arredondando com sentido prático (dados iniciais têm três cifras em
e duas em
, vamos apresentar com três algarismos significativos):
Passo 6
Checagem rápida e conversão de unidades:
, logo
Se preferir usar o valor arredondado do volume molar
, obteria
, mesmo resultado prático.